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求等比数列的通项公式

发布时间:2026-01-02 04:01:31来源:

求等比数列的通项公式】在数学中,等比数列是一种常见的数列形式,其特点是每一项与前一项的比值为常数。掌握等比数列的通项公式对于解决相关问题具有重要意义。本文将对等比数列的通项公式进行总结,并通过表格形式清晰展示。

一、等比数列的基本概念

等比数列(Geometric Sequence)是指从第二项起,每一项与前一项的比值都相等的数列。这个固定的比值称为公比,通常用字母 $ q $ 表示。

设等比数列为:

$$ a_1, a_2, a_3, \dots, a_n, \dots $$

其中 $ a_1 $ 是首项,$ q $ 是公比。

二、等比数列的通项公式

等比数列的第 $ n $ 项 $ a_n $ 可以表示为:

$$

a_n = a_1 \cdot q^{n-1}

$$

其中:

- $ a_n $:第 $ n $ 项

- $ a_1 $:首项

- $ q $:公比

- $ n $:项数

三、通项公式的应用举例

以下是一个简单的等比数列示例:

项数 $ n $ 第 $ n $ 项 $ a_n $ 公式计算 说明
1 $ a_1 $ $ a_1 \cdot q^0 = a_1 $ 首项
2 $ a_2 $ $ a_1 \cdot q^1 = a_1q $ 第二项
3 $ a_3 $ $ a_1 \cdot q^2 = a_1q^2 $ 第三项
4 $ a_4 $ $ a_1 \cdot q^3 = a_1q^3 $ 第四项
... ... ... ...
n $ a_n $ $ a_1 \cdot q^{n-1} $ 第 $ n $ 项

四、通项公式的推导过程(简要)

由等比数列的定义可知:

$$

\frac{a_2}{a_1} = q,\quad \frac{a_3}{a_2} = q,\quad \frac{a_4}{a_3} = q,\quad \dots

$$

因此:

$$

a_2 = a_1 \cdot q \\

a_3 = a_2 \cdot q = a_1 \cdot q \cdot q = a_1 \cdot q^2 \\

a_4 = a_3 \cdot q = a_1 \cdot q^2 \cdot q = a_1 \cdot q^3 \\

\vdots

$$

由此可以归纳出通项公式:

$$

a_n = a_1 \cdot q^{n-1}

$$

五、注意事项

1. 公比 $ q $ 的取值范围:

- 当 $ q > 1 $ 时,数列递增;

- 当 $ 0 < q < 1 $ 时,数列递减;

- 当 $ q = 1 $ 时,数列为常数列;

- 当 $ q < 0 $ 时,数列呈现正负交替。

2. 若已知任意两项,可求出公比和首项,进而求出通项。

六、总结

内容 说明
等比数列定义 每一项与前一项的比值为常数
通项公式 $ a_n = a_1 \cdot q^{n-1} $
公比 $ q $ 任意两项之比,即 $ q = \frac{a_{n}}{a_{n-1}} $
应用场景 数列求和、增长模型、复利计算等

通过理解并掌握等比数列的通项公式,可以更高效地分析和解决相关的数学问题。希望本文能帮助你更好地理解和应用这一重要知识。

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